Пьезоэлектрический керамический материал (его варианты)

1) 0004 юз Советски оциалистичесиин Республикнори тетубликовано 28.02.83, Бюллетень от 8 ата опубликования описания 28,02,83 53 а аенем зобретеннй н открытий666,65 088,8) а, О. иченко ч ЕС Н. Ра мовская, Л. . Мафч 1(к, ь,;. Ми умчФ 10,., и . Й,Завьялов -"Е. Г. Фесенко,Л. Д. Гринев А. Я, Данцигер, Л. А. Рези А. Н. Клевцов, А. Е. Пани Е, С, Цихоцкий, В, С. Бон 72) Авторь изобретен и а ен 1 1 1 1снжаДйайеМ Ростовскии ордена Трудо государственный универ г(54) ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕ(ЕГО ВАРИАНТЫ) начения коэфвязи (Кр =Основным атериаа является ни резонанснои ча частот Ь 1 д /1 т, ратур (от - 60 измеренной пр Цель изобретенияной стабильности резонПоставленная цельпьезоэлектрический керамвключающий ЙЬ 20 Манительно содержит Я 02ношении компонентов, мас.%:ИЬ,О, 80,05 - 81,33гча 1 О 16,24 - 16,501.1,О 1,12-:1,14ВгО 0,70 - 0,72ВО 0,32 - 1,89Поставленная цель достигается также течто пьезоэлектрический керамический мал, включаюший ИЬ 201, МаО, 1.10, Я- улучшение температур.анснои частоты,достигается тем, что ическии материал, О, ОО, ЯгО, дополпри следующем соотЭтазначени атери- гО до Изобретение относится к пьезоэлектричеим керамическим материалам и может бь использовано для создания высокочастотных электромеханических преобразователей, основанных на явлении пьезоэлектричества, и в частности, для ультразвуковых линий задержки.Известны сегнетоэлектрические пьезомате. риалы на основе твердых растворов метаниобатов щелочных металлов 11 и 2 .Указанные материалы либо имеют недостаточно низкие значения диэлектрической про ницаемости, либо обладают низкой температурной стабильностью резонансной частоты,Наиболее близким к предлагаемому явля ется материал 31, включающий йаИЬОз, БЙЬОз, ВгО и содержащий эти компоненты в следующих количествах, мол.%:уча МЬОз 85,53 - 87,24 АДЬО, 12,22 - 12,46БгО 0,3 - 2,25система имеет достаточно низкие иэлектрическои проницаемости 110 - 130), сравнительно высокие ициента электромеханической ,136 - 0,225) .едостатком указанного м кая температурная стабильность тоты. Относительное отклонениев интервале рабочих темпедо +85 С) от частоты, 20 С, составляет 2,33 - 2,85%3 10004полнительно содержит А 10 з при следующемсоотношении компонентов, мас.%;МЬО, 80,83-81,5МаО 16,40 - 16,66УО 1,13+1,15ЯгО 0,71 - 0,73А 10 з0,07 - 0,93В табл. 1 и 2 приведены конкретные составы и электрофизические параметры пред.лагаемого материала.10Синтез осуществляют по обычной керамической технологии двукратным обжигом: температура Т, = 800 С, Тз = 850; продолжительность т, = 5 ч, тз = 5 ч. Спекание проводят методом горячего прессования по следующему режиму: температура 1080 - 1175 С, давление 200 кг/см, время выдержки 40 мин,Поляризацию образцов производят в силиконовом масле при 140 С в течение 45 мин вполе напряженностью 55 кВ/см с последующимо 20охлаждением под полем до 90 С.л,Как видно из табл. 1, введение ЯЮвызывает улучшение температурной стабильности1резонансной частоты. В интервале от- 60 до +85 С Ь Фд /1 т, = 1,28 - 1,57%.25Исследованный материал имеет достаточно высокие значения коэффИциента электромеханической связи Кр = 0,174 - 0,202,. скорости звукаЧ = (5,51 - 5,83) 10 з м/с, механическойдобротности О = 790 в 9,ЯЗначения диэлектрической проницаемости. / Ео, температуры Кюри Тк, диэлектрических потерь Я /Ео в предлагаемом материале практически такие же, как в известном,В аставах 1 - 4 Тх= 338 - 345 С, ,Т/о =100 - 110, 10,Ь = 1,67 - 2,17%, Сочетаййе в 35предлагаемом материале Йфниженных значенийД 1 ц /Х 1. с достаточно низкими значениямиТ/ о, довольно высокими значениямиЯКр, Ч, Т 0 является весьма благоприятным, так как позволяет улучшить характеристики ультразвуковых устройств, упроститьсхемные решения, увеличить надежностьобъектов.Как видно из табл, 1, наилучшей стабильностью обладает состав 2, у которого 39 4йод/1. = 1,28%. Этот же состав имеет наиболее низкую диэлектрическую проницаемость(ЯД / Ео= 100), наиболее высокую темпеРатуру Кюри (Тк 345 С),Преимущества предлагаемого материалаобусловлены его качественным и количествен.ным составом, что подтверждает также при.мер 5, демонстрирующий ухудшение свойствза пределами предлагаемой концентрации.Нарушение пределов приводит, как видноиз табл. 1, к повышению Е, /ЯоД, /1 Как видно из табл, 2, введение А 1,0 зприводит к существенному улучшению темпера.турной стабильности резонансной частоты1(ЬХ /1. = 1,05 - 1,48%), заметному снижению диэлектрических потерь (сд б = 1,181,57%) вКроме того, предлагаемый материал имеетдовольно низкие значения Е /Я, = 127 140 достаточно высокие значения Т = 300 -327 С, Ку 6,211 - 0,257, д=(11 - 14) 10 1/н,Оч= 705 - 1025, Ч = (5,89 - 5,91)10 м/с,По значениям К,= 0,257, 4.=1410к/нсостав 2 превосходит известный, материал, Наи.лучшей стабильностью обладает состав 4, укоторого ь 1 / 1 в интервале от- 60 до +85 С составляет 1,05%. Наиболее низкие потери зафиксированы в составе 5 (1 ц О = 1,18%).Сочетание в предлагаемом материале по.нижснных значений Д 1 /1, с довольновысокими К, Ч, 0, Т, дз, являетсявесьма благоприятным, так как позволяетулучшить характеристики ультразвуковыхустройств и схемные решения,.увеличить надежность объектов,Положительный эффект предлагаемогоматериала обусловлен его качественным иколичественным составом, что подтверждаюттакже примеры 7 и 8, демонстрирующиеухудшение свойств за пределами предлагаемойобласти концентраций, например увеличениеЫ /т,- о ы о С 4 м о в ОЙо Я СЧ ,Я о о О о Б о И М мЧф о о о о 1 РчМ бЪЪ Оо Л 2 о 0 о а о ф+ е1000439 Г 0ти резонансной частоты, он дополнительно со.держит А 1 гОз при следующем соотношениикомпонентов, мас.%:МЬ О, 80,83 - 81,50Маг О 16;40 - 16,66ЬО 1,13 - 1,15о ВгО 0,71 - 9,73А 1 г Оз 0,07 - 0,93 1, Пьезоэлектрический керамический магериал, включающий МЬгО йагО, 1.гО, ЯгО,отличающийся тем,что, с целью улучшения температурной стабильности резонансной частоты, он дополнительн содержит ВЮг . при следующем соотношении компонентов, мас.%:ИЬг Оз 80,05 - 81)33 Наг О 16,24 - 16,50 1.г О 1,12 - 1,14 ВгО 0,70 - 0,72 80 г 0,32 - 1,89 2. Пьезоэлектрический керамический материал включающий ИЬгОз, йагО, 1.1 гО, ЯгО,отличающийся тем,что с целью улучшения температурной стабильносСоставитель Н. ФельдманТехред М,Гергель Корректор В. Бутяга Редактор В. Петраш Заказ 1269/23Тираж 620ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий313035, Москва, Ж, Раушскаи наб., д. 4/5 ПОдинсиое Филиал ППП "Патент". г. Ужгород, ул. Проектиая, 4 9Формула изобретения 10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе11, Авторское свидетельство СССР й". 601260,кл. С 04 В 35/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Нф 642274,кл, С 04 В 35/00, 1977.3, Авторское свидетельство СССР У 694478,кл, С 04 В 35/00, 1978 (прототип).